以DC-10-30CF为基础的KC-10“Extender”，非正式绰号是“Gucci ”或“Big Sexy”，空军采购将其作为“重型加油机”以补充KC-135不足，之所以选择源自DC-10的设计，是因为其与商用型号保留了88%的系统共通性，更可以迅速的投入使用，提供急需的额外加油能力。KC-10主要任务是为长途飞行的大型满载运输机加油，机翼上有三个DC-10主油箱，货舱地板下有三个大型油箱，可容纳的航空燃料几乎是KC-135的两倍，超过356,000 磅，使得其特别适合执行这一任务，而这一特性在其服役的几十年中显得至关重要。与几乎所有的KC-135加油机不同的是，KC-10还配备了自己的加油设备，使得它可以从其他加油机上取得燃料，进一步增加活动范围。另一个有趣的功能是KC-10可以反向泵送燃油，将燃油从另一架加油机的吊杆上送回。与“Stratotanker”相比，KC-10的其他优势还包括其集成的探头-锥管系统，使其无需进行改装即可为美国海军和海军陆战队的飞机以及其他国家装有空中加油探头的飞机进行软管加油。有20架KC-10还在机翼下安装了加油吊舱，允许多架装有探头的飞机同时进行空中加油。另外，必要的时候，KC-10也是位运输能手：在执行重要的二次载货任务时，“Extender”可以载着8吨货物和75名乘客飞行7000公里。既能运载货物，同时又能为其他飞机进行空中加油，因此KC-10非常适合支持空军战斗机的跨洋部署，KC-10的直接替代机型是KC-46，后者在研发过程中就问题不断，许多问题在服役后依然没有解决。
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